Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред

• Автор: Павлова, Александра Михайловна
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА ]. ОБЗОР ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛОЖНО ПОСТРОЕННЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД И ТЕНДЕНЦИИ ИХ РАЗВИТИЯ

1. Искажения от трехмерных неоднородностей в двумерных данных

2. Методики изучения трехмерно неоднородных сред

Срединный градиент (СГ)

ЗО-электротомография (ЗБ-ЭТ)

Метод двух составляющих (МДС) Боголюбова А.Н и ВИЭП

Методики исследований анизотропных сред

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ТРЕХМЕРНОГО СТРОЕНИЯ СРЕДЫ НА ДАННЫЕ

ДВУМЕРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
1. Классификация трехмерных неоднородностей
2. Эффект ограничения глубины нижней кромки трехмерного объекта в данных двумерной профильной электротомографии
Характеристика процесса образования и развития карстово-суффозионных полостей..
Геофизические исследования карстово-суффозионных районов
Расчет и сравнение эффектов от трехмерной высокоомной неоднородности в результатах двумерной и трехмерной методик измерения с помощью математического
моделирование методом МИУ
Результаты моделирования
Выводы
3. Влияние трехмерных продольных неоднородностей на данные двумерной профильной электротомографии
Режимные наблюдения методом электротомографии на гребне каменно-набросной
плотины
Коррекция влияния продольного рельефа пут ем ввода коэффициентов в кажущееся сопротивление
4. Выводы по Главе
ГЛАВА 3. ТЕОРИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ИНВАРИАНТОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ ДАННЫХ
МЕТОДА СГ
1. Теория пространственных инвариантов в методе ЭП-СГ
Зависимость кажущегося сопротивления от поляризации аномального объекта
Теория пространственных инвариантов

2. Методики измерений с двумя питающими линиями в методе ЭП-СГ
Традиционная и тензорная методики
3. Расчет аномальных эффектов от высокоомных линейных объектов разной ориентации в методе ЭН-СГ при помощи математического моделирования методом МИУ
Параметры модели
Результаты моделирования
4. Использование теории пространственных инвариантов при обработке данных ЭП-СГ, полученных рядом с с. Бородино
5. Выводы по Главе
ГЛАВА 4. ПСЕВДО-ЗП-ЭЛЕКТРОТОМОГРАФИЯ
1. Методики изучения ЗО-сред на основе электротомографии
Площадная 2Г)-электротомография
ЗВ-электротомография
Псевдо-ЗБ- электротомография
2. Цели и задачи исследования
3. Методика пссвдо-ЗВ-электротомографии
4. Расчет эффектов от трехмерного объекта при псевдо-ЗВ-электротомографии с
помощью математического моделирования методом МИУ
Параметры моделирования
Результаты моделирования
5. Опыт применения псевдо-ЗБ-электротомографии при решении задач детального геоэлектрического картирования
Александровское плато
Пойма р. Воря
Шекшово
6. Выводы по Главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение
В общем случае псе исследуемые геоэлектрнческис среды являются трехмерными. Ранее точность и детальность работ, подразумеваемая решаемой задачей, допускала использование либо одномерного приближения строения среды для исследований в условиях ровного рельефа и субгоризонтальпых границ, либо двумерного приближения при изучении линейных или локальных неоднородностей, с размерами, превышающими в несколько раз шаг исследований. Однако в последнее время задачи, которые ставятся перед геофизиками, становятся значительно сложнее. Для их решения недос таточно таких приближений, и необходимо проводи ть исследования, учитывающее трехмерное строение среды. Вместе с увеличением требуемой детальности работ это приводит к усложнению методик изучения геоэлектрической среды. Разработке и оптимизации методик наблюдений и способов обработки данных для коррекции искажений и посвящена моя диссертационная работа.
Актуальность
Большинство разработанных и успешно применяемых в настоящее время модификаций метода сопротивлений предполагает приближенное одномерное или двумерное строение среды. При изучении сложно построенных трехмерных геоэлектрических сред такими методами, в результатах измерений возникают искажения. Они влекут за собой некорректную интерпретацию результатов. Для получения корректного результата необходимо либо совершенствовать способы подавления этих искажений, либо развивать трехмерные методы исследования, в которых искажения будут нести полезную информацию.
Актуальными для развития являются оба направления. Двумерные методики измерений в общем случае лучше развиты, проще в реализации, дешевле и производительнее трехмерных. К тому же они имеют меньше ограничений по расположению сети наблюдений. Поэтому исследования эффектов от трехмерных неоднородностей в двумерных данных дают возможность улучшить результат интерпретации и минимизировать вероятность ошибочных выводов без перехода к более сложной трехмерной методике измерений или при сложных полевых условиях с ограничением сети наблюдений.
Трехмерные методики изучения, в свою очередь, очевидно, лучше подходят для изучения трехмерных сред при необходимой высокой детальности и точности. Поэтому их разработка и оптимизация также актуальна в настоящее время. Такие методики предполагают: трехмерные сети наблюдений (в общем случае, площадные), ЗЭ-аппаратуру и оборудование для ускорения измерений, алгоритмы автоматической ЗО-ипверсии для решения обратной задачи. В настоящее время геофизики во всем мире активно разрабатывают специализированную аппаратуру и

того, предполагалась высокая чувствительность геоэлектрпческих методов при выявлении фильтрационных зон повышенной обводненности, гак как при развитии фильтрационных процессов в теле каменно-набросной плотины возникает аномальное естественное электрическое поле, а также изменяются параметры грунта, уложенного в сё тело, в частности, снижается величина удельного электрического сопротивления (УЭС).
Главным методом геоэлектрического контроля была выбрана электротомография (ЭТ), поскольку она, как двумерный аналог ВЭЗ, позволяет выявлять изменения УЭС в разрезе при условии, что ожидаемые аномалии на продольном профиле (вдоль оси плотины) имеют двумерный характер. Остальные методы, входящие в комплекс режимных исследований по гео-элсктрическому контролю, носили вспомогательный характер: наблюдения за изменением естественного электрического потенциала методом естественного поля (ЕГ1), наблюдения за температурой и минерализацией фильтрующейся воды.
Сложный н сильно расчлененный рельеф на участке работ существенно ограничивал размеры и ориентации установок, поэтому сеть наблюдений включала только измерения методом ЭТ вдоль оси сооружения по профилю на гребне. Таким образом, с учетом поперечного строения плотины (Рнс. 2.7) исследования методом двумерной элсктротомографии на данном объекте проводились над заведомо трехмерной средой, вследствие чего возможны искажения в измеренном поле, связанные с влиянием трехмерных неоднородностей на данные двумерных измерений.
Фиксированная система наблюдений
После проведения I цикла измерений на гребне, стало очевидно, что для соблюдения одинаковых условий заземления и геометрии системы наблюдения при режимных наблюдениях необходимо проводить измерения по стационарной сети электродов. На этапе планирования необходимо было разработать специализированную схему наблюдений, включающую выбор параметров съемки и подготовку сети фиксированных электродов. Поэтому для выполнения режимных измерений на гребне КНП было смонтировано 192 электрода с шагом между электродами 10 м. Всего. Монтаж фиксированных электродов вдоль всего гребня был осуществлен в мае-июне 2012 года.
Фиксированный электрод на гребне КНП представляет собой свинцовый брусок массой около 2 кг с подсоединенным герметизированным отводом (Рис. 2.8). Для обеспечения стабильного электрического контакта электрод располагается в толще суглинка, заполняющего углубление низового переходного слоя.
Перед проведением каждого следующего цикла измерений выполнялся визуальный осмотр состояния отводов фиксированных электродов, а также измерения переходных сопротивлений для оценки электрического контакта и сохранности изоляции.